城市轨道交通中低压配电系统设计

朱荫菊，路 飞

(安徽省交通规划设计研究总院股份有限公司，安徽 合肥 230088)

轨道交通是国家未来重点投资的基础设施领域，2016年以来国家出台了多项重点发展轨道交通的产业政策。国家发改委将审批轨道交通城市人口门槛从300万下调到150万人，轨道交通设计的市场需求总量将迎来快速增长。我院自2010年参与城市轨道交通行业设计以来，共参与了六条线共计13站9区间的设计。并于2021年取得了综合甲级设计资质。设计内容主要包括：(1)动力系统设计；
(2)照明系统设计；
(3)控制系统设计；
(4)接地系统设计。

一级负荷：主要包括地下车站公共照明、报警系统供电、消防系统供电、通风系统供电、通信系统供电、综合监测系统供电及其它子系统供电等。

供电原则：一级负荷应采用两路独立供电电路进行冗余供电，并能够通过配电箱对双路电源进行可靠切换。为保证公共区域普通照明灯具的不间断供电，应采用两路电源交错供电的模式，当一路电源断电时，可起码保证一半的普通照明灯具正常工作。在一级负荷中，应急照明属于特种负荷，除了需要配置双路电源供电电路外，还需要配置EPS系统，保证两路电源在切换时不会有照明的闪烁[1-2]。

二级负荷：车站内管理用房内的普通照明、普通风机、普通阀门、垂直电梯、普通扶梯等负荷属于二级负荷。供电原则：二级负荷要求进行双路电源供电，但不要求在末端进行双路电源切换，只需在变电站进行母线的分段切换来完成供电电路的转换。

三级负荷：将不在一级和二级负荷范围内的供电设备归结为三级负荷。三级负荷具有在断电时不会影响车站的正常营运的热电。供电原则：三级负荷在供电系统听电视应进行切除，切除方式可选择自动切除或手动切除。

配电原则：应主要采取方式式供电模式，同时辅以树干式供电模式进行补充。

(1)通风空调设备的配电及控制

通风空调电控柜配置在车站两侧的空调电控室内，主要完成对通风电机设备及管道的供电与控制。另外，消防专用风机单独设置在车控室内，并对风机的运行状态和故障信号进行实时监控。当发生过载、跳闸等故障事件时，会自动进行电路保护。正常通风和火灾救援兼用的风机由控制室进行运行状态监测和控制，当发生故障时，仅输出报警信号，不自动跳闸。用于正常通风工作的风机供电控制器设置在车站控制室，并显示风机的运行状态及故障信号，过载自动跳闸[3-4]。

(2)水泵配电及控制

水泵类负荷应由变电所直接供电，在水泵就地设置控制箱，同时实现自动控制和手动控制，并通过车控室的BAS系统对水泵的运行状态进行监测。消防泵的控制系统由生产厂家提供，低压配电系统仅负责对控制柜进行供电，消防泵的工作状态及故障信号由车控室进行监测并显示。

正常照明可分为设备房照明、公共区普通照明、出入口照明等；
应急照明是指在市电断电后应能够继续工作的照明，包括公共区和设备区的应急照明灯具及疏散指示标志；
导向照明指用以指示前进方向的导向标志。智能照明控制系统的控制部件主要分布于照明控制箱，公共区的照明设备一般就地控制，或由控制室进行二级控制。客服中心一般配置有可编程的控制面板，操作人员可通过控制面板对车站中的灯光进行开关控制和维护。所有配置单灯调光镇流器的灯具均应具有远程调光功能[5]。

应急照明被划分为一级用电负荷，但它是一种特殊负荷，对供电稳定性要求更高，在进行双路电源供电的同时，需要配置ESP应急电源，从而保证不间断电路切换，确保电路的可靠性。EPS应设置在照明配电室或EPS电源室，以靠近负荷中心为宜。也可采取在单灯处配置蓄电池的方式实现EPS应急电源的功能，蓄电池的贝贝时间不应低于1.5 h。公共区域的应急照明灯具及疏散指示灯具为常亮状态，附属用房内照明灯具可通过设置在房间内的双控开关实现就地控制，在进行消防作业时，应急照明应具备强制启动的能力，保证消防过程中的正常应急照明。在车站和站台之间应配置智能照明系统，确保疏散指示灯、疏导标志、紧急照明的正常运行，指示标志的引导方向可控，确保正确的人流疏散方向[6]。智能疏散系统两端的集中电源装置由EPS供电，集中电源通过分配电装置为疏散指示标志灯配电。照明配电电路如图1所示。

图1 照明配电电路

用于车站动力照明的线路和电缆一般选用B级阻燃铜导线及铜芯电缆，当由火灾发生时，仍能够保障供电系统的正常运行。控制线需要选择B级阻燃控制电缆，与消防有关的控制线采用低烟、无卤、B级阻燃耐火控制电缆。所有应急照明的配线选用低烟、无卤、无卤、低烟、B级阻燃耐火铜芯导线。消防负荷电源选用矿物绝缘铜芯电缆，矿物绝缘电缆可以利用电缆自身的金属护套作为PE线，如果没有金属护套，必须增设PE线。区间敷设的电缆均采用无卤、低烟、A级阻燃(耐火)铠装电缆[7-8]。

对消防设备的供电线路应满足消防用电标准，保证在发生火灾时能够持续安全稳定供电，消防线缆应选用矿物绝缘类线缆。动力设备与配电箱之间的线缆应采用铜芯电缆，或者采用穿钢管暗敷的方式，布置在地板垫层、顶板和墙内。各配电箱向外预留管的根数，在照明配电系统图中有标注。车站站台板下及区间敷设的动力照明电缆和供电系统电缆一起敷设在站台板下及区间的供电电缆支架上。如不能与供电一起敷设，或者供电电缆支架数量不满足使用时，应增设电缆支架，做法与供电电缆支架同。区间检修箱采用预分支电缆接入主干线。车站内电缆桥架均采用槽式防火密闭桥架，电缆井内可采用热浸锌钢制的梯形桥架并应根据钢制桥架工程设计规范技术要求制造和试验。

轨行区轨顶铁皮风管引入风机房处设局部等电位联接户外落地式电光型导向标志牌下设均压环。设有防静电地板的房间，防静电地板应与弱电接地箱联接，接地电缆计入工程数量。综合接地网已在供电系统车站接地网施工图中设计和实施，本册图机电接地与接地网有密切的关系。低压配电系统配线示意图如图2所示。

图2 低压配电系统配线示意图

(1)与供电专业的接口

与变电所0.4 kV低压开关柜的接口：在0.4 kV低压柜馈出开关的下口；
低压开关馈出回路的短路灵敏性校验由供电专业负责，动力照明专业提供相应的参数。变电所电缆夹层、区间的电缆支架由供电系统设计并备料，两专业共用电缆支架(站台板下支架动照专业自行设计并备料)。与交流屏的接口：动力照明负责将低压电缆敷设至交流屏进线开关的接线端子处，交流屏为动力照明预留变电所正常照明的馈出开关，接口在交流屏馈出开关的下口。动力照明在变电所内墙壁上预留插座高度为距建筑地面0.3 m，供电敷设接地扁钢应避免冲突。

(2)与综合接地专业的接口

动力照明专业与车站综合接地网的接口在车站强电接地端子排的出线端；
供电系统的强电接地母排需给动力照明预留6个接线端子。在弱电总接地母排的接地端子箱处，供电系统给弱电总接地母排预留10个接地端子。区间配电设备的电缆敷设路径在车站部分由车站统一考虑，自车站端头至区间内的电缆敷设由区间动力照明设计负责；

(3)与BAS、FAS的接口

在BAS系统的UPS电源柜馈出开关的下口；
非消防专用风机在动力照明设置的PLC柜双冗余通信口处。正常照明在配电室内设置网关的接线端子处。EPS应急电源屏的通信接口处。接地：在BAS、FAS指定房间动力照明设置的弱电接地母排的接线端子处。与综合监控、站台门、AFC的接口接地：在综合监控、站台门、AFC指定房间动力照明设置的弱电接地母排的接线端子处；
与商业通信、公安通信的接口：负责预埋2根SC50的钢管至防静电活动地板以下100 mm。接地：在商业通信、公安通信指定房间动力照明设置的弱电接地母排的接线端子处。与通信、信号的接口负责预埋2根SC50的钢管至防静电活动地板以下100 mm。接地：在通信、信号指定房间动力照明设置的弱电接地母排的接线端子处。

低压配电系统是轨道交通中各个专业的集成系统，与轨道交通几乎所有专业均产生交互，具有接口众多、承上启下的特点，系统设计较为繁琐，要求设计人员在开展设计工作时，随时了解各专业需求，进行动态的设计。本文适用于地下标准车站的设计，高架站及地下换乘车站应在参照本指南的基础上，结合具体实际情况执行。